結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在住宅建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

巴希

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的經(jīng)濟(jì)狀況、生活質(zhì)量和生活水平都有了很大的提高，因而對居住環(huán)境的要求也越來越高。隨著時代的進(jìn)步和社會的發(fā)展，各大房地產(chǎn)開發(fā)商對住宅建筑的開發(fā)往往會最大限度地要求結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以達(dá)到降低成本、節(jié)能減排和提高建筑使用功能的目的。為此，本文就住宅建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施進(jìn)行了淺析，并就其關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了探討，希望能為住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工提供有效的參考。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì);住宅建筑

一、住宅建筑設(shè)計(jì)中易發(fā)生的問題

1.1設(shè)計(jì)缺乏實(shí)用性

在住宅建筑設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)出來的模型實(shí)用性不強(qiáng)，一些施工單位在快速施工的住宅建筑設(shè)計(jì)過程中，因?yàn)樾枰焖龠M(jìn)行施工，所以設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)所用時間較短，沒有對施工場地進(jìn)行仔細(xì)勘察，同時在設(shè)計(jì)過程中也可能會沒有充分考慮住宅建筑的施工成本和實(shí)用價值，導(dǎo)致設(shè)計(jì)缺乏實(shí)用性，而且在現(xiàn)階段，住宅建筑的設(shè)計(jì)也可能會成為裝飾的問題，因?yàn)橐恍┳≌ㄖ谠O(shè)計(jì)的過程中對方位有較高的要求，比如說陽臺的方位需要向陽，窗戶需要通風(fēng)等。

1.2住宅建筑采光、通風(fēng)設(shè)計(jì)中的問題

在部分設(shè)計(jì)中，采光的效果不能達(dá)到預(yù)期的效果，部分開發(fā)人員為了最大限度地實(shí)現(xiàn)利益，減少房屋建筑的間距，或者在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)不充分的原因，引起采光不足等問題。

1.3片面追求外觀效果，忽視實(shí)用性

現(xiàn)代的房屋建筑設(shè)計(jì)普遍存在著一種誤區(qū)，那就是大多數(shù)人過于重視房屋外表，一味地追求外在形式的美觀，進(jìn)而導(dǎo)致房屋的整體設(shè)計(jì)出現(xiàn)尷尬的局面。房屋建筑是結(jié)合實(shí)用性與美觀性為一體的建筑，忽視房屋建設(shè)的實(shí)用性的直接后果就是導(dǎo)致節(jié)能環(huán)保的要求大打折扣，使得節(jié)能環(huán)保不能完全地做到位。

二、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)優(yōu)化的思路及方式

2.1結(jié)構(gòu)豎向布置優(yōu)化方案

住宅建筑結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)總體指標(biāo)沿豎向變化，如剪力墻的墻長及墻厚（墻長可根據(jù)計(jì)算需要在上部樓層縮短，但應(yīng)避免短肢剪力墻;墻厚可由300mm漸變?yōu)?80mm）?？蚣芰?、連梁高度可根據(jù)結(jié)構(gòu)整體剛度變化，以減小整體結(jié)構(gòu)剛度，減小地震力。對于高層建筑中底商或底部層高較大的樓層按照剛度計(jì)算需要設(shè)置這幾層的框架梁、連梁高度。柱、墻混凝土強(qiáng)度，以滿足軸壓比為宜，并滿足墻體穩(wěn)定性要求，沿建筑高度分段變化。上部結(jié)構(gòu)嵌固端位置的選取，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目特征進(jìn)行嵌固端為基礎(chǔ)頂和正負(fù)零的經(jīng)濟(jì)性分析。

2.2結(jié)構(gòu)平面布置優(yōu)化方案

在不影響建筑使用功能的前提下，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)簡單、規(guī)則、剪力墻盡量布置于建筑四周、門窗洞口上下對齊，剪力墻沿兩個主軸方向雙向布置、且兩個方向側(cè)向剛度宜相近（相差不超過20%），盡量減少短肢剪力墻的布置，應(yīng)與建筑溝通，在不影響建筑外立面及造型的前提下，布置一般剪力墻。梁、柱布置盡量避免一些大懸挑、大跨度、盡量不轉(zhuǎn)換等，少采用型鋼梁柱。取消廚衛(wèi)間，設(shè)備管井隔墻下的結(jié)構(gòu)小梁，改用板底附加鋼筋，節(jié)約混凝土及鋼筋用量。樓板厚度，大跨度雙向板按跨度的1/40并滿足裂縫與撓度的要求;樓板薄弱部位板厚可加厚至110mm，連廊取120mm等，但尚應(yīng)滿足地方標(biāo)準(zhǔn)的要求，并與審圖公司溝通商定。與建筑協(xié)商或采用結(jié)構(gòu)計(jì)算等手段，避免超限情況的發(fā)生。

2.3地基基礎(chǔ)優(yōu)化方案

基礎(chǔ)持力層，首選天然地基?；A(chǔ)選型，按獨(dú)立基礎(chǔ)、條基、筏板、樁基的順序進(jìn)行，地下車庫優(yōu)選獨(dú)立基礎(chǔ)+防水板的形式;樁基選型應(yīng)進(jìn)行復(fù)合地基、預(yù)制樁、管樁、灌注樁等樁基形式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較，根據(jù)地質(zhì)情況以及規(guī)范要求選用最經(jīng)濟(jì)的樁型;在施工許可情況下，復(fù)合地基最經(jīng)濟(jì)，采用樁基時，盡量采用樁基承臺+防水板形式基礎(chǔ)形式。筏板厚度、獨(dú)立基礎(chǔ)高度按沖切控制，可以局部加厚，以減小基礎(chǔ)的構(gòu)造配筋，節(jié)約含鋼量，節(jié)約混凝土用量，降低工程成本。

三、精細(xì)化設(shè)計(jì)的優(yōu)化的思路及方式

3.1結(jié)構(gòu)荷載

荷載是結(jié)構(gòu)效應(yīng)的起源，荷載的大小直接影響結(jié)構(gòu)的效應(yīng)，因此，結(jié)構(gòu)荷載應(yīng)該精細(xì)化，如結(jié)構(gòu)樓面恒荷載嚴(yán)格按建筑實(shí)際做法計(jì)算，不隨意放大。帶門窗的填充墻線荷載，應(yīng)考慮門窗的折減，隔墻線荷載計(jì)算時，隔墻高度可取建筑面層上方至梁底或板底的高度。消防車等效均布活荷載考慮板跨與覆土厚度按規(guī)范要求折減取值。主樓下人防地下室荷載可考慮上部結(jié)構(gòu)的有利影響;地震參數(shù)、風(fēng)荷載參數(shù)等要真實(shí)準(zhǔn)確。關(guān)鍵工程應(yīng)對地震效應(yīng)、風(fēng)荷載效應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)評價，出具相關(guān)評價報告，必要時利用振動臺試驗(yàn)、風(fēng)洞試驗(yàn)等方法，對地震影響系數(shù)最大、設(shè)計(jì)地震分組、場地類別、體型系數(shù)等重要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行精細(xì)的專項(xiàng)評價。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的選取

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的取值對結(jié)構(gòu)的整體指標(biāo)以及配筋指標(biāo)有一定程度的影響，設(shè)計(jì)時應(yīng)預(yù)與考慮。如墻柱配筋設(shè)計(jì)是可考慮翼緣墻、端柱;矩形混凝土梁按考慮樓板翼緣的T形梁配筋，框架梁梁端配筋考慮受壓鋼筋影響;梁墻自重扣除與柱重疊部分，樓板自重扣除與梁墻重疊部分;梁板、墻柱及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時考慮活載折減，地下車庫可按彈性板6計(jì)算，勾選彈性板荷載計(jì)算方式為有限元計(jì)算，梁配筋計(jì)算結(jié)果偏小，須滿足正常使用極限狀態(tài)要求;板配筋采用整體計(jì)算配筋結(jié)果（按等值線配筋）等等。

3.3精細(xì)化制圖

住宅結(jié)構(gòu)制圖時，應(yīng)該精細(xì)化設(shè)計(jì)，如標(biāo)準(zhǔn)層墻柱、梁板配筋應(yīng)根據(jù)樓層分段精細(xì)化設(shè)計(jì)，宜3～4層一個鋼筋層（或根據(jù)實(shí)際情況可取1～2層為一個鋼筋層），不允許最大值包絡(luò)全樓，對剪力墻結(jié)構(gòu)一般部位的邊緣構(gòu)件，采用墻體水平筋+拉筋的做法可以降低含鋼量（據(jù)統(tǒng)計(jì)此種做法較傳統(tǒng)做法每平方可節(jié)約鋼筋2KG～3KG左右），對底部加強(qiáng)區(qū)的約束邊緣構(gòu)件計(jì)算體積配箍率時，可考慮適當(dāng)計(jì)入滿足構(gòu)造要求且在墻端有可靠錨固的墻體水平筋（計(jì)入墻體水平筋的配箍率結(jié)語總之，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。

結(jié)語

總之，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并非死板的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而是讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更符合客觀條件和實(shí)際受力特點(diǎn)，更合理，更美觀。一切結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)都不應(yīng)該以犧牲安全性為條件，而應(yīng)該以保證結(jié)構(gòu)安全為基礎(chǔ)。以此為基礎(chǔ)，大膽創(chuàng)新，細(xì)致分析，不斷完善，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)其核心價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭驕陽.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].江西建材，2016（11）：15.